Краткое содержание: Параграф § 35 / Биология 10 класс

Значение и общие принципы транспорта веществ

Транспорт веществ в живых организмах является жизненно важным процессом, обеспечивающим доставку необходимых соединений, таких как питательные вещества и кислород, к каждой клетке, органу и ткани, а также удаление конечных вредных продуктов метаболизма. У одноклеточных организмов этот процесс осуществляется относительно просто: внешний транспорт происходит через плазматическую мембрану, а внутренний — за счёт кругового движения цитоплазмы (циклоза). В отличие от них, многоклеточные организмы, чьи клетки удалены друг от друга, нуждаются в специализированных транспортных системах для эффективного перемещения веществ на значительные расстояния.

Транспорт у растений

Передвижение воды, минеральных и органических веществ у высших растений происходит по проводящим тканям. Вода с растворёнными минеральными веществами транспортируется по сосудам древесины (ксилеме), поднимаясь от корня к стеблю и листьям. Этот процесс обеспечивается двумя основными силами: нижним двигателем (корневым давлением), которое нагнетает воду, и верхним двигателем (испарением воды листьями), создающим присасывающий эффект. Молекулы воды в сосудах удерживаются вместе водородными связями, что позволяет водным столбикам подниматься на большую высоту (свыше 100 м у некоторых деревьев).

Растворы органических веществ, главным образом дисахарид сахароза, перемещаются по ситовидным трубкам луба (флоэме). Важно, что сахароза не расходуется в ходе метаболических реакций во время транспорта. Летом перемещение происходит преимущественно вниз (от листьев к корням и запасающим органам), а весной — в обратном направлении (вверх к почкам и растущим побегам).

Кровеносная система беспозвоночных животных

У большинства многоклеточных животных за транспорт веществ отвечает кровеносная система. Её основная функция — циркуляция крови для переноса питательных веществ и дыхательных газов между разными частями тела. У беспозвоночных животных может быть как замкнутая, так и незамкнутая кровеносная система.

• Замкнутая система: У дождевых червей кровь циркулирует по системе спинного, брюшного и кольцевых сосудов, связанных мельчайшими капиллярами. Сокращение «сердец» (кольцевых сосудов) обеспечивает движение крови.
• Незамкнутая система: У насекомых она представлена одним спинным кровеносным сосудом, который делится на «сердце» (задний участок) и аорту (передний участок). Кровь из сердца выталкивается в аорту, изливается в полость тела, омывает внутренние органы и возвращается к сердцу. Важно отметить, что у насекомых кровеносная система, в отличие от многих других животных, не транспортирует дыхательные газы, эту функцию выполняют трахеи.

Кровеносная система позвоночных животных и человека

У позвоночных животных и человека кровеносная система является замкнутой и состоит из сердца и кровеносных сосудов (артерий, вен, капилляров), образующих круги кровообращения. Кровь — это соединительная ткань, включающая плазму (межклеточное вещество) и форменные элементы (эритроциты, лейкоциты, тромбоциты). Транспорт газов (\( \mathrm{O}_{2} \) и \( \mathrm{CO}_{2} \)) обеспечивают плазма и эритроциты, содержащие гемоглобин.

Эволюция кровеносной системы позвоночных

Строение сердца и кругов кровообращения у позвоночных животных усложнялось в процессе эволюции:

• Рыбы: Двухкамерное сердце (предсердие и желудочек), один круг кровообращения. Газообмен происходит в жаберных капиллярах. Артериальная кровь от жабр разносится по всему телу, отдаёт кислород и становится венозной, которая возвращается к сердцу.
• Земноводные и пресмыкающиеся: Трёхкамерное сердце (два предсердия и один желудочек). У пресмыкающихся в желудочке имеется неполная перегородка. Наличие двух кругов кровообращения (малого/лёгочного и большого/телесного) приводит к частичному смешению артериальной и венозной крови в желудочке.
• Птицы и млекопитающие: Четырёхкамерное сердце (два предсердия и два желудочка) с полной перегородкой, полностью разделяющей артериальную и венозную кровь. Два круга кровообращения. Эта система обеспечивает высокую эффективность газообмена и высокий уровень метаболизма. Различие между птицами и млекопитающими заключается в расположении дуги аорты (правая у птиц, левая у млекопитающих).

Сердечный цикл — последовательность сокращения предсердий, затем желудочков и общей паузы (расслабления сердечной мышцы). Ритм и сила сокращений регулируются нервными импульсами от ЦНС, гормонами (например, адреналином) и ионами (\( \mathrm{K}^{+} \), \( \mathrm{Ca}^{2+} \)).

Лимфообращение и внутренняя среда

Лимфатическая система выполняет дренажную функцию. Лимфа, представляющая собой чистую воду с растворёнными веществами, образуется из плазмы крови, просочившейся из капилляров в тканевую жидкость, а затем собирается в слепо начинающиеся лимфатические капилляры, которые сливаются в лимфатические сосуды. Отличительная черта лимфатических сосудов — наличие клапанов. Движение лимфы направлено через лимфатические узлы (где лимфоциты задерживают и уничтожают патогены) и далее в протоки, впадающие в крупные вены.

Внутренняя среда организма позвоночных животных образована кровью, лимфой и тканевой жидкостью. Она играет ключевую роль в поддержании гомеостаза, защите организма и обеспечении транспорта веществ.